サーボモータ制御

サーボドライブは、制御系からの指令信号を受けて増幅し、その電流をサーボモータに伝えることで、電動のサーボ機構を動かすものです。これにより、指令信号に比例した動きを得ることができます。サーボドライブは、機構のフィードバック信号を監視しています。また、期待した動作から外れた場合には、継続的に調整を行います。このフィードバックにより、指令された動作の精度を確保したり、不要な動作を検出したりすることができる。サーボモータの特徴は、目的の位置まで回転している間に電力を消費し、到着すると停止することです。

インフィニオンは、数百ワットから数百キロワットのアプリケーションまで、お客様のサーボモータ設計のために、幅広い半導体のポートフォリオを提供します。当社の製品は、高い信頼性、長いライフサイクル、高い位置精度、オーバーシュートのない高速応答を実現するために、ロボット、マテリアルハンドリング、工作機械などで使用するために特別に設計されています。

インフィニオンは、多様なパッケージタイプで、お客様のサーボドライブ・アプリケーション向けに、テーラーメイドのソリューションを提供します。IPM 3KWまでの低出力領域では、ディスクリートやモジュールを使用できます。この出力範囲では、SiC MOSFETが内蔵ドライブに最適なソリューションを提供します。また、当社のIGBT7テクノロジーは、サーボドライブ用に最適に設計されています。モーターの出力が上がると、パワー半導体のモジュールの割合が増えます。インフィニオンのEasy、Econo、EconoDUAL™3、PrimePACK™の各ファミリーは、すべてのモーター出力クラスに、カスタマイズされたソリューションを提供します。新しい先進的なH2S保護機能は、汚染ガスに対する耐性という点で最高の要求に応えることができます。より長い寿命をお望みなら、PrimePACK™.XT製品のラインアップがお勧めです。

高速ドライブやインバータの実装向けに、インフィニオンのCoolSiC™ MOSFETは、部分的な負荷条件下でスイッチング損失や伝導損失を特に低減するため、魅力的なソリューションになっています。EiceDRIVER™の幅広い製品ラインアップは、基本的な機能から高度な機能まで対応しています。EiceDRIVER™ X3 エンハンスド・アイソレーション・ゲート・ドライバの製品ラインアップには、DESAT、ミラー・クランプ、ソフトオフ、I2C設定が可能なX3アナログ1ED34xxファミリーとX3デジタル1ED38xxファミリーがあります。

サーボドライブには、最高水準の制御精度が求められます。Arm^® Cortex^®-Mベースの32ビットXMC™産業用マイクロコントローラとTriCore™ベースの32ビットAURIX™マイクロコントローラは、最適なソリューションを提供します。また、インダストリー4.0への対応として、32ビットArm^® Cortex®-M4 Cortex-M0+ PSoC^® 6マイクロコントローラをOPTIGA™ Trustセキュリティソリューションと組み合わせて提供しています。また、組み込みシステム用の高性能メモリは、要求されるメモリ性能に対して高い柔軟性を備えています。

産業界での自動化が進むのにに伴い、サーボモータの需要も高まっています。精密な動作制御と高いトルクを兼ね備えたサーボモータは、オートメーションやロボットに最適な製品です。

製造に関する専門知識と長年の経験を活かし、インフィニオンは、IGBTよりも高性能でありながら、2 µsまたは3 µsの短絡時間を実現するなど、IGBT同等の堅牢性を備えたSiCトレンチ技術を開発しました。インフィニオンのCoolSiC™ MOSFETは、望ましくない容量性ターンオンなど、SiCデバイスに固有の潜在的な問題にも対処しています。さらに、SiCのMOSFETは、業界標準のTO247-3パッケージで提供されており、スイッチング性能がさらに向上したTO247-4パッケージでも提供されています。これらのTOパッケージに加えて、SiC MOSFETはEasy 1BおよびEasy 2Bパッケージでも入手可能です。

1200VのCoolSiC™ MOSFETは、対応するIGBTに比べてスイッチング損失が最大80%低減されており、損失が温度に依存しないという利点もあります。

その結果、CoolSiC™ MOSFET技術を使用したドライブソリューションは、回復損失、ターンオン損失、ターンオフ損失、およびオンステート損失の低減により、損失を最大50%低減することができます（同様のdv/dtを想定）。また、CoolSiC™ MOSFETは、特に軽負荷状態では、IGBTよりも伝導損失が低くなります。

全体的な高効率と低損失に加えて、SiC技術によって実現されたより高いスイッチング周波数は、よりダイナミックな制御環境における外部および統合されたサーボドライブの両方に直接利益をもたらします。これは、モーターの負荷条件が変化したときに、モーター電流の応答が速くなることによるものです。

最新のモータ制御は、業務用空調システム(HVAC)、ロボット工学、プロセスオートメーションなどの産業用アプリケーションに求められる性能と堅牢な動作を実現すると同時に、より小型で効率的で使いやすいものである必要があります。

このポッドキャストではインフィニオンの産業用モータ制御用ソリューションと、この分野での今後の展開について詳しくご紹介します。

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CoolSiC™ MOSFETを使用し、スイッチング損失と伝導損失の低減によって可能なインバータをモータに実装する方法を、ご紹介します。高度な産業用マイクロコントローラと組み合わせることで、自冷式のコンパクトなサーボソリューションを実現し、電源接続とデジタル接続以外のケーブル配線を必要としません。

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SiC（炭化ケイ素）MOSFETはサーボドライブに最適でしょうか？その通りです! この特別#ウェビナーでは、IGBTとSiC MOSFETの性能レベルを比較し、インフィニオンの.XT相互接合技術を使用するメリットを説明します。

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